Агроэкологическая эффективность применения вермикомпостов при выращивании томата в условиях защищенного грунта в центральной якутии
| Вид материала | Автореферат |
- Об утверждении региональной программы "развитие овощеводства защищенного грунта в томской, 123.94kb.
- Рецензія на статтю Особенности применения метода дискретно-импульсного ввода энергии, 30.51kb.
- Сроки проведения весенне-летней зачётно-экзаменационной сессии студентов и перечень, 385.22kb.
- Приемы возделывания ярового рапса в одновидовом и смешанных посевах в условиях центральной, 414.41kb.
- Агробиологические основы повышения эффективности производства овощей в зимних теплицах, 1514.14kb.
- Прокладка трубопроводов в непроходном канале при условном давлении 1,6 мпа, температуре, 86.7kb.
- Эффективность применения удобрений и биопрепаратов на урожайность хлопчатника в условиях, 483.84kb.
- Эффективность использования пувмкк «золотой фелуцен» №3092 при выращивании бычков, 415.9kb.
- Размыв грунта и рыхление скалы. Прокладка трубопровода и кабеля область применения, 917.95kb.
- Аннотация рабочей программы дисциплины агроэкологическая оценка земель наименование, 26.5kb.
На правах рукописи
СТЕПАНОВА ДАРИЯ ИВАНОВНА
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ ВЕРМИКОМПОСТОВ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ
ТОМАТА В УСЛОВИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ
Специальность 03.00.16 – экология
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Москва 2008
Работа выполнена в лаборатории агроэкологии ГНУ Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства СО РАСХН, ФГНУ Институт прикладной экологии Севера
^ Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор
Абрамов Алексей Федорович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корр. РАСХН
^ Завалин Алексей Анатольевич,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Ковылин Виктор Михайлович
Ведущее учреждение: Институт биологических проблем
криолитозоны ЯНЦ СО РАН
Защита диссертации состоится «18» декабря 2008 г. в 14 ч.
на заседании диссертационного совета Д 006.029.01 при
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт
агрохимии им. Д. Н. Прянишникова
Адрес: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 31а, ВНИИА
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д. Н. Прянишникова
Автореферат разослан « 7» ноября 2008 г.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, можно прислать по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 31 а.
Ученый секретарь
диссертационного совета С.И. Цыганок
^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. В Центральной Якутии, характеризующейся высокоширотным положением (между 60 и 64о северной широты) и принадлежностью к области наибольшей континентальности климата, остро стоит проблема утилизации отходов животноводства, которые при бесконтрольном использовании являются источником загрязнения окружающей среды. При сложившейся практике навоз в зимние месяцы года в условиях крайне низких температур заготавливается в замороженном виде и в последующем из-за наличия большого количества крупных, слабо разлагающихся растительных остатков долгое время становится непригодным для прямого внесения в качестве удобрения, особенно в тепличных хозяйствах. Одним из способов улучшения эколого-агрохимических свойств свежего навоза может стать его вермикомпостирование. В этой связи актуальны исследования по разработке приемов производства безопасных в экологическом отношении вермиудобрений из местного органического сырья, включая навоз якутской лошади, и эффективности их действия при выращивании овощных культур в защищенном грунте.
^ Цель работы – дать оценку метода вермикомпостирования навоза якутской лошади, определить агроэкологическую эффективность вермикомпостов на основе навоза крупного рогатого скота, якутской лошади, птичьего помета и биопрепарата при выращивании томата в условиях защищенного грунта в Центральной Якутии.
^ При выполнении работы решались следующие задачи:
- Изучить особенности вермикомпостирования навоза якутской лошади.
- Определить влияние вермикомпостов из навоза якутской лошади на продуктивность томата в условиях защищенного грунта.
- Изучить влияние вермикомпостов на основе разных субстратов и биопрепарата на урожайность и качество томата в защищенном грунте.
^ Основные положения, выносимые на защиту:
1. Оценка метода вермикомпостирования неподготовленного навоза якутской лошади в целях получения ценного удобрения для тепличных грунтов в Центральной Якутии.
2. Эффективность применения вермикомпостов из навоза якутской лошади, крупного рогатого скота и птичьего помета при выращивании томата в условиях защищенного грунта.
3. Агроэкологическая и экономическая оценка действия вермикомпостов при выращивании томата в защищенном грунте.
^ Научная новизна. Впервые установлена целесообразность переработки свежего навоза якутской лошади методом вермикомпостирования с получением ценных, безопасных в экологическом отношении органических удобрений. В производимых вермикомпостах cодержится в расчете на сухое вещество 1,6% общего азота, 0,2-0,4% фосфора (Р2О5), 1,8% калия (К2О) при рН 7,7. Содержание тяжелых металлов (Сd, Pb, Cu, Zn) невысокое, значительно ниже ОДК для почв. Выход вермикомпоста из 1 т свежего навоза составляет 500 кг.
Показано, что внесение в тепличный грунт 10-30% вермикомпоста позволяет получать развитую рассаду томата FI Верлиока с высотой растений 34-36 см и площадью листовой поверхности 195-201 см2.
Применение вермикомпостов оптимизирует физические свойства тепличных грунтов, усиливает их биологическую активность, повышая общее число микроорганизмов с 2,3 до 4,9 х 106 КОЕ/г, увеличивает урожайность плодов томата на 0,5-1,5 кг/м2 в зависимости от органического сырья. Содержание нитратов в плодах при этом не превышает гигиенических нормативов для защищенного грунта.
При выращивании плодов томата в условиях защищенного грунта установлены эффективные, экологически безопасные дозы вермиудобрений, которые составляют для вермикомпостов из навоза якутской лошади, навоза крупного рогатого скота и птичьего помета - по 100 г под растение. Урожайность плодов томатов при этом достигает соответственно 6,2; 7,5; 7,6 кг/м 2.
^ Практическая значимость работы. Разработаны приемы эффективного и экологически безопасного применения вермикомпостов из различного органического сырья, в том числе из навоза якутской лошади, для повышения урожайности до 12-30% томата FI Верлиока при высоком качестве плодов для защищенного грунта Центральной Якутии.
Результаты исследований могут быть использованы также в учебном процессе при изучении специальных дисциплин.
^ Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены и обсуждались на I и II международных научно-практических конференциях: «Дождевые черви и плодородие почв» (Владимир, 2002 г., 2004 г.); «Обеспечение высокой экономической и экологической безопасности приемов использования удобрений и других средств химизации в агротехнологиях» (Москва, 2003г.); «Прянишниковские чтения» ( Иркутск, 2007 г.). Технологические приемы выращивания томатов в условиях защищенного грунта с использованием вермикомпостов на основе разных субстратов и биопрепарата внедрены в 2004-2005 гг. в тепличном хозяйстве ОПХ «Покровское»; в 2002-2008 гг.- в учхозе «Карапатцы» Октемского филиала ЯГСХА; в 2004-2007 гг. - в садово-парковом комплексе ЯГСХА; в 2003-2008 гг. - во многих крестьянских хозяйствах Намского, Мегино-Хангаласского, Усть-Алданского, Чурапчинского, Хангаласского и других улусов; на пришкольных участках и в личных подсобных хозяйствах Якутии.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.
^ Объем и структура диссертации. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, включает введение, 5 глав, выводы, предложения производству. Содержит 35 таблиц, 17 рисунков, в приложении 9 таблиц и 1 рисунок. Список литературы включает 131 наименование, в т.ч. 17 на иностранных языках.
^ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Условия и методика исследований
Исследования выполнялись 2001-2003 гг. в условиях защищенного грунта, в теплицах ОПХ «Покровское» Якутского НИИСХ.
В качестве биообъекта для вермикомпостирования был взят специально выведенный для промышленных условий гибрид красного калифорнийского червя Eisеnia fetida. Вермикомпостирование проводили в закрытом помещении при температуре воздуха 18-22оС. Влажность субстрата в процессе вермикомпостирования поддерживали в пределах 75-80% ППВ.
Все учеты и наблюдения проводили в культивационных деревянных ящиках объемом 0,06 м3 (0,2 x 0,6 x 0,5), являющихся составной частью стандартного ложа.
Для определения состава почвогрунтов изучали следующие дозы вносимого вермикомпоста: 0, 10, 30 и 50%. Рассадная почвосмесь состояла из 40% дерновой земли, 30% перепревшего навоза и 30% опилок.
Изучение эффективности различных видов и доз вермикомпостов, а также биопрепарата «Байкал ЭМ-1» проводили в мелкоделяночных опытах. Площадь опытной делянки 3,3 м2. Повторность 3-кратная. Расположение вариантов систематическое.
В качестве исследуемой культуры использовали томат FI Верлиока. Гибрид выведен на Овощной опытной станции имени В.И. Эдельштейна. Районирован в Якутии с 1992 г. Фенологические наблюдения и биометрические измерения проводили в фазы начала цветения (при вступлении в данную фазу 10% исследуемых растений), завязывания плодов, образования 6-7 кистей. Первый сбор урожая плодов осуществляли при наступлении бурой спелости. Высоту растений замеряли через 30 дней. Количество соцветий подсчитывали в начале, середине и в конце плодоношения.
В плодах томата определяли содержание витаминов, сухого вещества, нитратов. Все анализы в опытах выполняли по общепринятым методикам (Грунты тепличные …, 1989; Практикум по агрохимии, 2001).
Агрохимический анализ образцов почвогрунта сделан в лаборатории биохимии ЯНИИСХ с использованием инфракрасного анализатора NIR SCANNER model 4250, калиброванного на основе общепринятых стандартных методик.
Содержание витамина С в растениях определяли по методу Мурри, содержание нитратов — ионоселективным методом.
В образцах почвогрунта определяли общую численность колониеобразующих единиц (КОЕ) методами посева на твердые питательные среды: МПА (мясопептонный агар), среду Чапека. Анализ выполняли в 3-кратной повторности.
Математическую обработку результатов исследований осуществляли по методике Б.А. Доспехова (1985).
Экономическую эффективность изучаемых приемов устанавливали по нормативам затрат труда и средств, отраженным в технологических картах.
Климат в Якутии характеризуется резкой континентальностью с необычно низкой зимней и высокой летней температурой воздуха. Основной особенностью климата являются резкие колебания термического режима воздуха. Средняя многолетняя амплитуда среднемесячных температур равна 62С, а абсолютная 100С и более. Ранние весенние заморозки в начале первой декады июня и поздние – в течение августа могут охватывать большинство земледельческих территорий. Сравнительно короткий и теплый летний период, полностью зависимый от вторжения холодных масс воздуха из Арктики, отличается высоким напряжением солнечной радиации и большой продолжительностью дня. Наиболее благоприятны для развития овощеводства районы с суммой положительных температур 1500-1600оС.
Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными. Лето 2001 г. характеризовалось сухой и жаркой погодой. В начале июня температура воздуха была ниже многолетней на 0,8°С, а влажность составляла 8,5 мм при среднемноголетней 10 мм. Со 2-й декады июня по 2-ю декаду августа стояла сухая и жаркая погода, среднемесячная температура воздуха колебалась от 1,0 до 3,8°С. Первые заморозки были отмечены уже в 1 декаде августа.
Из-за больших пожаров лето 2002 г. было безветренным и дымным. Температура воздуха в летние месяцы повышалась в среднем до +20° С, а в теплице до +32°С.
Лето 2003 г. было умеренно жарким. В июне максимальная температура наблюдалась во второй декаде месяца и составляла +15,6°С. Июль 2003 г. характеризовался жаркой и влажной погодой, средняя температура воздуха составила +22,9° С, месячная сумма выпавших осадков 156 мм. В зависимости от месячных температур воздуха в теплице температура колебалась в среднем от 28 до 35,9°С.
Коэффициент корреляции между температурой воздуха в теплице и урожайностью томата составлял 0,5 в 2001 г.; 0,8 - в 2002 г.; 0,7 - в 2003 г.
^ Особенности вермикомпостирования навоза
якутской лошади
С целью установления возможности производства вермикомпостов (ВК) на основе навоза якутской лошади с помощью красного калифорнийского гибрида (ККГ) нами были проведены специальные исследования. Согласно химическому анализу, конский навоз после компостирования имеет благоприятную реакцию среды (pH 6,7), содержит 1,6% азота, соотношение C : N равно 11. Содержание тяжелых металлов ниже ОДК для почв.
В опыте по оценке вермикомпостов из навоза якутской лошади каждый ящик заселяли дождевыми червями из расчета по 1000 взрослых особей на 5 кг субстрата. Дождевые черви начинали активно двигаться и размножаться через десять дней после заселения ферментированного конского навоза и через двадцать пять дней в субстрате из навоза крупного рогатого скота (табл.1).
Таблица 1
Динамика размножения дождевого червя в субстрате на основе навоза якутской лошади
| Даты наблюдений | Возрастная структура | Количество особей | Изменение | |
| Количество особей | % | |||
| 3.05 Начало | Взрослые | 1000 | - | - |
| 13.05 через 10 дней | Взрослые Коконы Молодь | 1000 1 2 | 2 | 0,2 |
| 23.05 через 20 дней | Взрослые Коконы Молодь | 995 242 12 | 10 | 1,0 |
| 2.06 через 30 дней | Взрослые Коконы Молодь | 982 941 66 | 48 | 4,8 |
| 12.06 через 40 дней | Взрослые Коконы Молодь | 997 1407 86 | 83 | 8,3 |
| 22.06 через 50 дней | Взрослые Коконы Молодь | 1013 2273 166 | 179 | 17,9 |
| 2.07 через 60 дней | Взрослые Коконы Молодь | 1145 713 393 | 538 | 53,8 |
| 12.07 через 70 дней | Взрослые Коконы Молодь | 1154 621 488 | 642 | 64,2 |